[ad_1]

ابررسانا

اعتبار: دامنه عمومی CC0

جستجوی ابررسانایی که بتواند در شرایط بسیار شدید صدها درجه زیر صفر یا تحت فشارهایی مانند نزدیکی به مرکز زمین کار کند ، جستجوی یک قدرت انقلابی جدید است – نیرویی که برای اتومبیل های دارای نیروی مغناطیسی و قدرت فوق العاده کارآمد لازم است. شبکه های آینده.

اما توسعه این نوع ابررسانای “دمای اتاق” شاهکاری است که دانش هنوز موفق به انجام آن نشده است.

با این حال ، یک محقق در دانشگاه فلوریدا مرکزی در تلاش است تا این هدف را به تحقق برساند ، با برخی از آخرین تحقیقات خود که اخیراً در مجله منتشر شده است فیزیک ارتباطات.

در این مطالعه ، یاسویوکی ناکاجیما ، استادیار گروه فیزیک UCF و نویسندگان دیگر نشان دادند که می توانند از نزدیک به آنچه در فلزات “عجیب” رخ می دهد ، نگاهی بیندازند.

این فلزات “عجیب” مواد خاصی هستند که در مقاومت الکتریکی رفتار دمایی غیرمعمولی نشان می دهند. رفتار فلزی “عجیب” در بسیاری از ابررساناها در دمای بالا هنگامی که در حالت ابررسانا نیستند دیده می شود ، که این امر آنها را برای دانشمندان مفید در مورد چگونگی تبدیل فلزات خاص به ابررساناهای دمای بالا مفید می کند.

این کار از این جهت مهم است که درک رفتار کوانتومی الکترونها در فاز فلزی “عجیب” می تواند به محققان امکان درک مکانیسم ابررسانایی در دماهای بالاتر را بدهد.

ناکاجیما گفت: “اگر ما تئوری توصیف این رفتارها را بدانیم ، ممکن است بتوانیم ابررساناهای با درجه حرارت بالا را طراحی کنیم.”

ابررساناها نام خود را می گیرند زیرا رساناهای نهایی برق هستند. برخلاف سیم ، آنها مقاومت صفر دارند ، که مانند “اصطکاک” الکترونیکی ، جریان برق را از طریق سیم مانند سیم مسی یا طلا از دست می دهد.

این ابررساناها را به ماده ای رویایی برای تأمین انرژی شهرها تبدیل می کند ، زیرا انرژی صرفه جویی شده با استفاده از سیم بی سیم بسیار زیاد است.

ابررساناهای قدرتمند همچنین می توانند آهنرباهای سنگین را جابجا کنند و راه را برای اتومبیل های قدرتمند و ارزان قیمت با قدرت مغناطیسی ، قطارها و موارد دیگر هموار کنند.

برای تبدیل هادی به ابررسانا ، مواد فلزی باید تا دمای بسیار کم خنک شوند تا مقاومت الکتریکی از بین برود ، روندی تیز که فیزیک هنوز نظریه جامعی برای توضیح آن ایجاد نکرده است.

این دمای بحرانی سوئیچینگ معمولاً از -220 تا -480 درجه فارنهایت است و معمولاً شامل یک سیستم خنک کننده گران قیمت و سنگین است که از نیتروژن مایع یا هلیوم استفاده می کند.

برخی از محققان به ابررساناهایی رسیده اند كه در حدود 59 درجه فارنهایت عمل می كنند ، اما بیش از 2 میلیون برابر سطح زمین نیز تحت فشار قرار گرفته اند.

در این مطالعه ، ناکاجیما و محققان توانستند رفتار الکترون ها را در یک حالت “عجیب” فلزی از یک ماده غیر رسانا ، یک آلیاژ آهن از یک پیکستید ، در نزدیکی یک نقطه بحرانی کوانتوم اندازه گیری و مشخص کنند. نوساناتی که توصیف نظری آنها برای دانشمندان چالش برانگیز است.

محققان توانسته اند رفتار الکترونیکی را با استفاده از یک مخلوط فلزی منحصر به فرد اندازه گیری و توصیف کنند که در آن نیکل و کبالت در فرآیندی به نام دوپینگ با آهن جایگزین می شوند و بدین ترتیب آلیاژ pnicitid آهن ایجاد می شود که بیش از حد 459.63 درجه نیست. فارنهایت ، بسیار کمتر از نقطه ای که سیم معمولاً به ابررسانا تبدیل می شود.

ناكاجیما می گوید: “ما از یك آلیاژ ، یك ترکیب نسبی از ابررسانای مبتنی بر آهن با درجه حرارت بالا استفاده کردیم ، كه در آن نسبت مواد ، آهن ، كبالت و نیكل در این حالت تنظیم شده است ، به طوری كه هیچ ابررسانایی حتی نزدیك به صفر مطلق وجود ندارد.” “این به ما امکان می دهد تا به نقطه بحرانی که در آن نوسانات کوانتوم رفتار الکترون ها را کنترل می کند دسترسی پیدا کنیم و نحوه رفتار آنها را در ترکیب بررسی کنیم.”

آنها دریافتند که رفتار الکترونها با هیچ پیش بینی نظری شناخته شده ای توصیف نشده است ، اما سرعت پراکندگی الکترونها در انتقال مواد از طریق ماده ممکن است مربوط به چیزی باشد که به عنوان پراکندگی پلانک ، حد سرعت کوانتومی شناخته می شود. در مورد سرعت انتقال انرژی توسط ماده.

ناكاجیما گفت: “رفتار بحرانی كوانتومی كه مشاهده كردیم كاملاً غیرمعمول است و كاملاً متفاوت از تئوری ها و آزمایش های انجام شده برای مواد بحرانی كوانتومی شناخته شده است.” “گام بعدی نقشه برداری از نمودار فاز دوپینگ در این سیستم آلیاژ پیسکتید آهن است.”

وی می گوید: “هدف نهایی طراحی ابررساناها با درجه حرارت بالاتر است.” “اگر بتوانیم چنین کاری انجام دهیم ، می توانیم آنها را با هزینه کم برای تصویربرداری با تشدید مغناطیسی ، بالابر مغناطیسی ، شبکه های الکتریکی و موارد دیگر استفاده کنیم.”

ناکاجیما گفت ، باز کردن راه های پیش بینی مقاومت از فلزات “عجیب” نه تنها پیشرفت ابررسانا را بهبود می بخشد ، بلکه نظریه های موجود در مورد پدیده های دیگر را نیز در سطح کوانتوم به اطلاع می رساند.

وی گفت: “تحولات نظری اخیر نشان دهنده پیوندهای شگفت آور بین سیاهچاله ها ، گرانش و نظریه اطلاعات كوانتومی از طریق پراكندگی پلانك است.” “بنابراین ، مطالعه رفتار فلزی” عجیب “نیز در این زمینه به یک موضوع داغ تبدیل شده است.”


فیزیکدانان کوانتومی رمز و راز “فلزات عجیب” ، وضعیت جدید ماده را باز می کنند


اطلاعات بیشتر:
یاسویوکی ناکاجیما و همکاران ، عدم تحقق بحرانی سنگ کوانتومی در آلیاژ فلز انتقالی ، فیزیک ارتباطات (2020) DOI: 10.1038 / s42005-020-00448-5

تهیه شده توسط دانشگاه فلوریدا مرکزی

نقل قول: محقق صفر را در نقطه مهم بهبود ابررسانا (2020 ، 23 نوامبر) قرار می دهد ، استخراج شده در 23 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-zeroes-critical-superconductors.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir

ایندکسر